智能制造基本概念解讀

1、智能制造基本概念解讀前言德國(guó)工業(yè)4.0、美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和中國(guó)制造2025這三大國(guó)家戰(zhàn)略雖在表述上不一樣，但本質(zhì)上異曲同工，核心都是智能制造。2017年用友網(wǎng)絡(luò)股份有限公司-制造事業(yè)部也正式更名為“智能制造事業(yè)部”，以響應(yīng)國(guó)家號(hào)召推動(dòng)智能制造的發(fā)展。但是，智能制造尚處于不斷發(fā)展過(guò)程中，社會(huì)各界的認(rèn)識(shí)和理解各有不同。目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)還沒(méi)有關(guān)于智能制造的準(zhǔn)確定義。在用友公司內(nèi)部也沒(méi)有明確的關(guān)于智能制造的定義。為此本人查閱了相關(guān)資料，并將學(xué)習(xí)過(guò)程中的摘錄及筆記整理成本文，以供大家進(jìn)行概念普及。由于時(shí)間緊迫、資料有限，錯(cuò)誤及疏漏難免，望大家積極反饋（hhp），以便及時(shí)修正。1. 智能制造的概念2015年5

2、月8日，國(guó)務(wù)院印發(fā)關(guān)于中國(guó)制造2025的通知。通知中明確提出要大力推進(jìn)智能制造，以帶動(dòng)各個(gè)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化水平和智能化水平，加速培育我國(guó)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)動(dòng)力，搶占新一輪產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)。通知中明確了五大工程來(lái)推動(dòng)中國(guó)制造2025的落地，智能制造工程為五大工程中的其中一個(gè)。為了進(jìn)一步落實(shí)中國(guó)制造2025,2016年12月8日，工業(yè)和信息化部、財(cái)政部聯(lián)合制定了智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）。智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）對(duì)智能制造給出了較為明確的定義。智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行

3、、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。推動(dòng)智能制造，能夠有效縮短產(chǎn)品研制周期、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低運(yùn)營(yíng)成本和資源能源消耗，并促進(jìn)基于互聯(lián)網(wǎng)的眾創(chuàng)、眾包、眾籌等新業(yè)態(tài)、新模式的孕育發(fā)展。智能制造具有以智能工廠為載體，以關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)智能化為核心，以端到端數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)、以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為支撐等特征，這實(shí)際上指出了智能制造的核心技術(shù)、管理要求、主要功能和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，體現(xiàn)了智能制造對(duì)于我國(guó)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要作用。2. 智能制造的發(fā)展目標(biāo)智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）明確了智能制造的發(fā)展目標(biāo)。2025年前，推進(jìn)智能制造發(fā)展實(shí)施“兩步走”戰(zhàn)略：第一步，到2020年，智能制造發(fā)展基礎(chǔ)和支撐

4、能力明顯增強(qiáng)，傳統(tǒng)制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造，有條件、有基礎(chǔ)的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)智能轉(zhuǎn)型取得明顯進(jìn)展；第二步，到2025年，智能制造支撐體系基本建立，重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)初步實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型。由于我國(guó)制造業(yè)發(fā)展水平參差不齊，有的處于2.0階段，有的處于3.0階段，有的在走向4.o階段。我國(guó)實(shí)現(xiàn)智能制造必須2.0、3.0、4.0并行發(fā)展，既要在改造傳統(tǒng)制造方面“補(bǔ)課”，又要在綠色制造、智能升級(jí)方面“加課”。對(duì)于制造企業(yè)而言，應(yīng)著手于完成傳統(tǒng)生產(chǎn)裝備網(wǎng)絡(luò)化和智能化的升級(jí)改造，以及生產(chǎn)制造工藝數(shù)字化和生產(chǎn)過(guò)程信息化的升級(jí)改造。對(duì)于裝備供應(yīng)商和系統(tǒng)集成商，應(yīng)加快實(shí)現(xiàn)安全可控的智能裝備與工業(yè)軟件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，以及提供智能制

5、造頂層設(shè)計(jì)與全系統(tǒng)集成服務(wù)。鑒于此2020年前，我們的發(fā)展目標(biāo)是：l 推進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造；l 在有條件、有基礎(chǔ)的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，建立智能轉(zhuǎn)型的試點(diǎn)示范企業(yè)。3. 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)為落實(shí)國(guó)務(wù)院中國(guó)制造2025的戰(zhàn)略部署，加快推進(jìn)智能制造發(fā)展，發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范和引領(lǐng)作用，指導(dǎo)智能制造標(biāo)準(zhǔn)化工作的開(kāi)展，工業(yè)和信息化部、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)共同組織制定了國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2015年版）。該標(biāo)準(zhǔn)于2015年12月29日正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)智能制造系統(tǒng)架構(gòu)給出了一個(gè)認(rèn)知度較高的模型。智能制造系統(tǒng)架構(gòu)通過(guò)生命周期、系統(tǒng)層級(jí)和智能功能三個(gè)維度構(gòu)建完成，主要解決智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)和框架

6、的建模研究。如圖1所示。 圖 1 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)3.1.生命周期生命周期是由設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷(xiāo)售、服務(wù)等一系列相互聯(lián)系的價(jià)值創(chuàng)造活動(dòng)組成的鏈?zhǔn)郊?。生命周期中各?xiàng)活動(dòng)相互關(guān)聯(lián)、相互影響。不同行業(yè)的生命周期構(gòu)成不盡相同。3.2.系統(tǒng)層級(jí)系統(tǒng)層級(jí)自下而上共五層，分別為設(shè)備層、控制層、車(chē)間層、企業(yè)層和協(xié)同層。智能制造的系統(tǒng)層級(jí)體現(xiàn)了裝備的智能化和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）化，以及網(wǎng)絡(luò)的扁平化趨勢(shì)。具體包括：(1)設(shè)備層級(jí)包括傳感器、儀器儀表、條碼、射頻識(shí)別、機(jī)器、機(jī)械和裝置等，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)；(2)控制層級(jí)包括可編程邏輯控制器（PLC）、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）、分布式控制

7、系統(tǒng)（DCS）和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）等；(3)車(chē)間層級(jí)實(shí)現(xiàn)面向工廠/車(chē)間的生產(chǎn)管理，包括制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）等；(4)企業(yè)層級(jí)實(shí)現(xiàn)面向企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理，包括企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP）、產(chǎn)品生命周期管理（PLM）、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)（SCM）和客戶(hù)關(guān)系管理系統(tǒng)（CRM）等；(5)協(xié)同層級(jí)由產(chǎn)業(yè)鏈上不同企業(yè)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)共享信息實(shí)現(xiàn)協(xié)同研發(fā)、智能生產(chǎn)、精準(zhǔn)物流和智能服務(wù)等。3.3. 智能功能智能功能包括資源要素、系統(tǒng)集成、互聯(lián)互通、信息融合和新興業(yè)態(tài)等五層。(1)資源要素包括設(shè)計(jì)施工圖紙、產(chǎn)品工藝文件、原材料、制造設(shè)備、生產(chǎn)車(chē)間和工廠等物理實(shí)體，也包括電力、燃?xì)獾饶茉?。此外，人員也可視為資源的一個(gè)

8、組成部分。(2)系統(tǒng)集成是指通過(guò)二維碼、射頻識(shí)別、軟件等信息技術(shù)集成原材料、零部件、能源、設(shè)備等各種制造資源。由小到大實(shí)現(xiàn)從智能裝備到智能生產(chǎn)單元、智能生產(chǎn)線、數(shù)字化車(chē)間、智能工廠，乃至智能制造系統(tǒng)的集成。(3)互聯(lián)互通是指通過(guò)有線、無(wú)線等通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)器之間、機(jī)器與控制系統(tǒng)之間、企業(yè)之間的互聯(lián)互通。(4)信息融合是指在系統(tǒng)集成和通信的基礎(chǔ)上，利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，在保障信息安全的前提下，實(shí)現(xiàn)信息協(xié)同共享。(5)新興業(yè)態(tài)包括個(gè)性化定制、遠(yuǎn)程運(yùn)維和工業(yè)云等服務(wù)型制造模式。3.4. 示例解析-互聯(lián)互通圖2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中的位置工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)位于智能制造系統(tǒng)架構(gòu)生命周期的

9、所有環(huán)節(jié)、系統(tǒng)層級(jí)的設(shè)備、控制、工廠、企業(yè)和協(xié)同五個(gè)層級(jí)，以及智能功能的互聯(lián)互通。4. 智能制造試點(diǎn)示范為深入貫徹落實(shí)中國(guó)制造2025，加快實(shí)施智能制造工程。工業(yè)和信息化部于2015年4月制定“智能制造試點(diǎn)示范2015專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案”，并確定首批46家智能制造試點(diǎn)示范單位。這46家試點(diǎn)示范單位分為以下六類(lèi)：l 以智能工廠為代表的流程制造試點(diǎn)示范；l 以數(shù)字化車(chē)間為代表的離散制造試點(diǎn)示范；l 以信息技術(shù)深度嵌入為代表的智能裝備和產(chǎn)品試點(diǎn)示范；l 以個(gè)性化定制、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同開(kāi)發(fā)、電子商務(wù)為代表的智能制造新業(yè)態(tài)新模式試點(diǎn)示范；l 以物流信息化、能源管理智慧化為代表的智能化管理試點(diǎn)示范；l 以在線監(jiān)測(cè)、

10、遠(yuǎn)程診斷與云服務(wù)為代表的智能服務(wù)試點(diǎn)示范；2016年4月，再次制定“智能制造試點(diǎn)示范2016專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案”，并確定63家智能制造試點(diǎn)示范單位。這63家試點(diǎn)示范單位分為以下五類(lèi)：l 離散型智能制造試點(diǎn)示范l 流程型智能制造試點(diǎn)示范l 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造試點(diǎn)示范l 大規(guī)模個(gè)性化定制試點(diǎn)示范l 遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)試點(diǎn)示范通過(guò)2兩年試點(diǎn)示范企業(yè)實(shí)施效果匯總測(cè)算，各指標(biāo)平均變化情況如下（簡(jiǎn)稱(chēng)兩提升、三降低）：l 運(yùn)營(yíng)成本降低20%；l 產(chǎn)品研發(fā)周期縮短29%；l 生產(chǎn)效率提高25%；l 產(chǎn)品不良率降低20%；l 能源利用率提高7%；從試點(diǎn)企業(yè)統(tǒng)計(jì)情況看，國(guó)產(chǎn)軟件主要集中于經(jīng)營(yíng)管理、物流倉(cāng)儲(chǔ)與生產(chǎn)工藝結(jié)合比較緊密

11、的領(lǐng)域，而MES、PLM、三維設(shè)計(jì)、虛擬仿真、控制系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等軟件仍以國(guó)外為主。工業(yè)軟件的國(guó)產(chǎn)化仍然是需要大力支持和發(fā)展的方向。5. 用友智能制造方案及推進(jìn)策略經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，用友已經(jīng)在化工 、建材、軍工、裝備、消費(fèi)品等行業(yè)培養(yǎng)了一大批智能制造示范單位。用友智能制造產(chǎn)品整體架構(gòu)如下。從生命周期維度看，用友提供設(shè)計(jì)（PLM部分）、生產(chǎn)、物流、銷(xiāo)售、服務(wù)（部分）的解決方案。從系統(tǒng)層級(jí)維度看，用友提供車(chē)間層（MES）、企業(yè)層（ERP、PLM、SCM、CRM）、協(xié)同層（部分）的解決方案。在MES層面，用友細(xì)分流程制造、離散制造給出不同的細(xì)分解決方案及推進(jìn)策略。針對(duì)不同的細(xì)分行業(yè)，我們還針對(duì)性給出了行業(yè)細(xì)分解決方案。針對(duì)流程制造行業(yè)，根據(jù)用戶(hù)不同應(yīng)用深度，我們給出如下交付策略。針對(duì)離散制造行業(yè)，根據(jù)用戶(hù)不同應(yīng)用深度，我們給出如下交付策略。用友網(wǎng)絡(luò)智能制造事業(yè)部將全力以赴，推動(dòng)我國(guó)制造企業(yè)走向智能化。參考文獻(xiàn)：【1】、中國(guó)制造2025， 國(guó)務(wù)院發(fā)文 國(guó)發(fā)201528號(hào)，；【2】、國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2015年版）工業(yè)和信息化部、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員，2015年12月